Descripción del proyecto
LAS MITOCONDRIAS SUMINISTRAN ENERGIA A LA CELULA Y REGULAN LA ACTIVIDAD DE ESTA MEDIANTE LA TRANSMISION DE SEÑALES, EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE LA REPLICACION DEL GENOMA MITOCONDRIAL (MTDNA) ES ESENCIAL PARA LA VIABILIDAD CELULAR, DE HECHO, UNA REPLICACION INEFICIENTE Y/O POCO FIEL DEL MTDNA ESTA RELACIONADA CON EL DESARROLLO DE TIPOS ESPECIFICOS DE CANCER, ENVEJECIMIENTO PREMATURO Y CON LA APARICION DE ENFERMEDADES MITOCONDRIALES; DESORDENES METABOLICOS Y NEURODEGENERATIVOS CRONICOS, EL REPLISOMA MITOCONDRIAL MINIMO ESTA FORMADO POR TRES PROTEINAS QUE TRABAJAN DE MANERA COORDINADA PARA REPLICAR EFICIENTEMENTE EL MTDNA: LA POLIMERASA REPLICATIVA POLG, LA HELICASA TWINKLE Y LAS PROTEINAS DE INTERACCION CON ADN DE CADENA SENCILLA O MTSSBS, UNO DE LOS MAYORES RETOS PARA ENTENDER EL FUNCIONAMIENTO DE ESTAS PROTEINAS ES EL DE CARACTERIZAR LOS PROCESOS DINAMICOS Y MECANO-QUIMICOS QUE GOBIERNAN SUS ACTIVIDADES A NIVEL MOLECULAR Y COMO ESTOS SE COORDINAN ENTRE SI DURANTE EL PROCESO DE REPLICACION,EL RECIENTE DESARROLLO DE TECNICAS DE MANIPULACION DE MOLECULAS A NIVEL INDIVIDUAL, COMO LAS PINZAS OPTICAS, ESTA PERMITIENDO POR PRIMERA VEZ, MEDIR Y CUANTIFICAR LOS PROCESOS DINAMICOS Y MECANO-QUIMICOS QUE RIGEN EL FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS BIOLOGICOS, POR UNA PARTE, ESTAS TECNICAS PERMITEN SEGUIR LA ACTIVIDAD DE UNA SOLA PROTEINA EN TIEMPO REAL, DE ESTA FORMA, SE PUEDEN IDENTIFICAR LAS FLUCTUACIONES DE SU ACTIVIDAD Y POR TANTO, LA DINAMICA DEL PROCESO, ADEMAS, LAS PINZAS OPTICAS PERMITEN MEDIR Y EJERCER FUERZAS MECANICAS SOBRE EL SISTEMA BIOLOGICO EN ESTUDIO, ASI, ES POSIBLE DETERMINAR LOS PROCESOS MECANICOS QUE GOBIERNAN SU FUNCIONAMIENTO Y LA RELACION DE ESTOS CON LA COORDENADA QUIMICA DEL SISTEMA BIOLOGICO (MECANO-QUIMICA),RECIENTEMENTE, HEMOS DEMOSTRADO LA POSIBILIDAD DE UTILIZAR LAS PINZAS OPTICAS PARA SEGUIR Y MANIPULAR EN TIEMPO REAL LA ACTIVIDAD DE LAS PROTEINAS DEL REPLISOMA MITOCONDRIAL HUMANO DE MANERA INDIVIDUAL, SIN EMBARGO, ESTAS PROTEINAS NO TRABAJAN DE MANERA INDEPENDIENTE, LA ACTIVIDAD DE CADA PROTEINA ESTA ALTAMENTE COORDINADA CON LAS OTRAS, EL OBJETIVO PRINCIPAL DE ESTA PROPUESTA ES EL DE APROVECHAR LAS PROPIEDADES DE LA PINZAS OPTICAS PARA CARACTERIZAR LAS BASES MOLECULARES DE LOS PROCESOS DINAMICOS Y MECANO-QUIMICOS QUE GOBIERNAN LA ACCION COORDINADA DE LOS COMPONENTES BASICOS DEL REPLISOMA MITOCONDRIAL HUMANO, EN PARTICULAR, ESTUDIAREMOS LA DINAMICA DE ACOPLAMIENTO ENTRE LAS PROTEINAS REPLICATIVAS MITOCONDRIALES, TANTO DURANTE LA SINTESIS DE LA CADENA RETRASADA, COMO DURANTE LA SINTESIS DE LA CADENA LIDER DEL ADN, UNA DESCRIPCION DETALLADA DE LOS PROCESOS MECANO-QUIMICOS Y TERMODINAMICOS QUE GOBIERNAN EL FUNCIONAMIENTO DEL REPLISOMA MITOCONDRIAL, REQUIERE DETERMINAR EL EFECTO COMBINADO DE LA TEMPERATURA Y LA FUERZA MECANICA SOBRE LAS COORDENADAS QUIMICAS Y MECANICAS DEL PROCESO DE REPLICACION, CON ESTA IDEA, PROPONEMOS CONSTRUIR UN SISTEMA NUEVO DE PINZAS OPTICAS QUE PERMITA CONTROLAR LA TEMPERATURA PARA PODER ASI, EXPLORAR TERMO-MECANICAMENTE EL FUNCIONAMIENTO DEL REPLISOMA MITOCONDRIAL A NIVEL DE MOLECULAS INDIVIDUALES,EL PROYECTO PROPUESTO SUPONE UNA NUEVA FORMA DE ESTUDIAR Y ENTENDER EL MECANISMO DE FUNCIONAMIENTO DE LAS PROTEINAS IMPLICADAS EN LA REPLICACION DEL GENOMA MITOCONDRIAL HUMANO Y EVENTUALMENTE, PODRIA PROPORCIONAR ALTERNATIVAS PARA EL TRATAMIENTO DE PACIENTES CON ENFERMEDADES MITOCONDRIALES RELACIONADAS CON EL PROCESO DE REPLICACION DEL MTDNA, REPLICACION ADN\MITOCONDRIA\MOLÉCULAS INDIVIDUALES\PINZAS OPTICAS